본 연구의 목적은 최근 끝막이 공사가 완료된 새만금 인공호 점착성 퇴적물의 침식특성을 정량적으로 분석하는 것이다. 침식실험은 국내 최초로 제작되고 그 타당성이 검증된 전북대 환형수조를 이용하여 각기 다른 밀도를 갖는 균일저면 조건하에서 수행되었으며, 새만금 인공호 점착성 퇴적물의 침식한계전단응력 및 침식률계수가 정량적으로 산정되었다. 한편, 일반적으로 점착성 퇴적물의 침식특성은 퇴적물의 물리.화학적 기본특성에 따라 크게 변화하므로, 새만금 인공호 점착성 퇴적물의 이러한 특성 또한 조사되었으며, 이와 연계하여 침식특성이 해석되었다. 새만금 인공호 점착성 퇴적물의 경우에, 저면밀도 $1.17{\sim}1.34g/cm^3$ 범위에서 침식한계전단응력은 $0.26{\sim}0.52N/m^2$로 로그함수적으로 증가하였으며, 침식률계수는 $14.28{\sim}6.02mg/cm^2\;hr$ 범위로 지수함수적으로 감소하였다. 산정된 침식 매개변수들은 타 지역 점착성 퇴적물과 또한 비교/분석되었으며, 그 값은 정량적으로 지역마다 크게 다른 것으로 나타났다. 특히 새만금 인공호 점착성 퇴적물의 침식한계전단응력은 군산해역 퇴적물보다는 크며, 시화호 퇴적물과는 유사한 것으로 나타났으며, 반면에 새만금 인공호 퇴적물의 침식률계수는 군산해역 퇴적물보다는 작은 것으로 나타났다.
본 연구의 목적은 최근 끝막이 공사가 완료된 새만금 인공호 점착성 퇴적물의 침식특성을 정량적으로 분석하는 것이다. 침식실험은 국내 최초로 제작되고 그 타당성이 검증된 전북대 환형수조를 이용하여 각기 다른 밀도를 갖는 균일저면 조건하에서 수행되었으며, 새만금 인공호 점착성 퇴적물의 침식한계전단응력 및 침식률계수가 정량적으로 산정되었다. 한편, 일반적으로 점착성 퇴적물의 침식특성은 퇴적물의 물리.화학적 기본특성에 따라 크게 변화하므로, 새만금 인공호 점착성 퇴적물의 이러한 특성 또한 조사되었으며, 이와 연계하여 침식특성이 해석되었다. 새만금 인공호 점착성 퇴적물의 경우에, 저면밀도 $1.17{\sim}1.34g/cm^3$ 범위에서 침식한계전단응력은 $0.26{\sim}0.52N/m^2$로 로그함수적으로 증가하였으며, 침식률계수는 $14.28{\sim}6.02mg/cm^2\;hr$ 범위로 지수함수적으로 감소하였다. 산정된 침식 매개변수들은 타 지역 점착성 퇴적물과 또한 비교/분석되었으며, 그 값은 정량적으로 지역마다 크게 다른 것으로 나타났다. 특히 새만금 인공호 점착성 퇴적물의 침식한계전단응력은 군산해역 퇴적물보다는 크며, 시화호 퇴적물과는 유사한 것으로 나타났으며, 반면에 새만금 인공호 퇴적물의 침식률계수는 군산해역 퇴적물보다는 작은 것으로 나타났다.
The purpose of this study is to quantitatively estimate the erosional properties for cohesive sediment from Saemankeum artificial lake. A series of erosion tests were conducted with Chonbuk annular flume, which is the first one constructed in this country and verified with validities. Each erosion t...
The purpose of this study is to quantitatively estimate the erosional properties for cohesive sediment from Saemankeum artificial lake. A series of erosion tests were conducted with Chonbuk annular flume, which is the first one constructed in this country and verified with validities. Each erosion tests were conducted under a uniform bed condition but a different bed density respectively, and its critical shear stress for erosion(${\tau}_{ce}$) as well as the erosion rate coefficient (${\varepsilon}_M$) were determined quantitatively. Since the erosional properties of the cohesive sediments vary largely depending in the physico-chemical properties, such properties of Saemankeum sediments were also estimated and their effects on the erosional properties were analyzed. For Saemankeum sediments, it can be seen that ${\tau}_{ce}$ increases from $0.26N/m^2$ to $0.52N/m^2$ and ${\varepsilon}_M$ decreases exponentially from $14.28mg/cm^2\;hr$ to $6.02mg/cm^2\;hr$, as the bed density varies from $1.17g/cm^3$ to $1.34g/cm^3$. The erosional parameters of Saemankeum sediments are found to be remarkably different in quantity as compared with those for cohesive sediments from other sites. Particularly, ${\tau}_{ce}$ for Saemankeum sediments is known to be larger than that of Kunsan sediments but similar with that of Shihwa sediments, while ${\varepsilon}_M$ for Saemankeum sediments is shown to be smaller than that for Kunsan sediments.
The purpose of this study is to quantitatively estimate the erosional properties for cohesive sediment from Saemankeum artificial lake. A series of erosion tests were conducted with Chonbuk annular flume, which is the first one constructed in this country and verified with validities. Each erosion tests were conducted under a uniform bed condition but a different bed density respectively, and its critical shear stress for erosion(${\tau}_{ce}$) as well as the erosion rate coefficient (${\varepsilon}_M$) were determined quantitatively. Since the erosional properties of the cohesive sediments vary largely depending in the physico-chemical properties, such properties of Saemankeum sediments were also estimated and their effects on the erosional properties were analyzed. For Saemankeum sediments, it can be seen that ${\tau}_{ce}$ increases from $0.26N/m^2$ to $0.52N/m^2$ and ${\varepsilon}_M$ decreases exponentially from $14.28mg/cm^2\;hr$ to $6.02mg/cm^2\;hr$, as the bed density varies from $1.17g/cm^3$ to $1.34g/cm^3$. The erosional parameters of Saemankeum sediments are found to be remarkably different in quantity as compared with those for cohesive sediments from other sites. Particularly, ${\tau}_{ce}$ for Saemankeum sediments is known to be larger than that of Kunsan sediments but similar with that of Shihwa sediments, while ${\varepsilon}_M$ for Saemankeum sediments is shown to be smaller than that for Kunsan sediments.
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문제 정의
본 연구에서는 새만금 인공호 점착성 퇴적물의 침식 특성을 정량적으로 산정하기 위하여 환형수조를 이용한 실내실험이 수행되었다. 1개 지점에 대해 총 4회의 실험이 수행되었으며 각기 다른 밀도를 갖는 균일저면 조건하에서 수행되었다.
본 연구에서는 새만금 인공호에서 채취된 표본 퇴적물 시료의 물리·화학적 특성 조사를 위한 목적으로 입경분포, 유기물 함량 및 광물질 구성성분의 3가지 항목에 대한 조사·분석이 수행되었다.
본 연구에서는, 저면밀도 ρB의 함수로 주어지는 침식한계전단응력 산정식과 침식률계수 산정식을 도출하기 위하여, 과거 Hwang and Mehta(1989)와 황규남 등(2005)에 의해 사용된 다음의 Eqs.
가설 설정
또한, 저면과 액상이토층(fluid mud layer)의 경계에서의 퇴적물 밀도를 나타내는 ρl값으로 Hwang and Mehta(1989)는 vane전단강도가 “0”이 될 때의 저면밀도와 동일한 것으로 가정하였으며, 이러한 가정에 근거하여 류홍렬 등(2006) 또한 군산해역 퇴적물에 대해 저면밀도 및 vane 전단강도를 측정하고 두 변수간의 상관관계 해석을 통하여 ρl값으로 1.13 g/cm3을 산정하고 적용한 바 있으나, 본 연구에서는 접합곡선 산정시의 최적 값인 1.11g/cm3이 적용되었다.
제안 방법
본 연구에서는 새만금 인공호 점착성 퇴적물의 침식 특성을 정량적으로 산정하기 위하여 환형수조를 이용한 실내실험이 수행되었다. 1개 지점에 대해 총 4회의 실험이 수행되었으며 각기 다른 밀도를 갖는 균일저면 조건하에서 수행되었다. 또한 점착성 퇴적물의 침식특성은 퇴적물 자체의 물리·화학적 기본특성에 크게 영향을 받으므로, 이러한 퇴적물의 기본특성과 연계하여 새만금 인공호 점착성 퇴적물의 침식특성을 정성적으로 해석하였다.
7 N/m2로 다르게 적용되었다. 각 단계별로 바닥전단응력은 90분씩 가해졌으며, 전단응력이 가해지고 있는 90분 동안 수조내 수층의 탁수가 각각 0, 2, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60, 75, 90분에 채취되었다. 탁수는 전체 수층에서의 평균 부유사 농도를 측정하기 위하여 수층의 각기 다른 2개의 높이에서 동시에 채취되었으며, 그 평균값이 실험 결과 해석 시에 사용되었다.
또한 점착성 퇴적물의 침식특성은 퇴적물 자체의 물리·화학적 기본특성에 크게 영향을 받으므로, 이러한 퇴적물의 기본특성과 연계하여 새만금 인공호 점착성 퇴적물의 침식특성을 정성적으로 해석하였다.
본 연구에서 새만금 인공호 점착성 퇴적물에 대한 침식실험은 균일저면 조건으로 수행되었다. 일반적으로, 균일저면에서 침식률(erosion rate)은 다음과 같이 표현된다(Ariathurai and Arulanandan, 1978).
본 연구에서 침식특성의 지역적 변화 원인은 퇴적물 자체의 물리·화학적 특성과 연계하여 정성적으로 분석되었다.
본 연구에서는 국내 최초로 제작되고 타당성이 검증된 전북대 환형수조를 이용한 실내 침식실험을 통하여, 새만금 인공호 점착성 퇴적물의 침식특성이 정량적으로 산정되었으며, 과거 타 지역 퇴적물의 침식특성 결과와 비교·검토되었다.
새만금 인공호 점착성 퇴적물의 침식특성을 나타내는 두 매개변수 τce 와 εM에 대한 본 측정결과와 과거타 지역 점착성 퇴적물들에 대한 관측값과의 비교·검토를 통하여 점착성 퇴적물의 침식특성의 지역적 변화에 대한 분석이 이루어졌다.
새만금 인공호 퇴적물 표본시료에 대한 광물질 구성 성분 분석은 전북대학교 공동시험소가 보유하고 있는 회절분석기(x-ray diffraction)를 이용하여 수행되었다. 본 연구에서는 광물질 구성성분의 정량적인 분석은 수행되지 않고, 단지 정성적인 분석만이 수행되었으며, 그 결과는 타 지역의 결과들과 함께 Table 4에 주어진다.
침식실험시 저면조건은 균일저면이 채택되었으며, 조성된 균일저면의 밀도 ρB를 1.17 g/cm3부터 1.34 g/cm3까지 변화시켜가며 총 4회의 실험이 수행되었다.
침식실험은 각기 다른 밀도의 균일저면 조건 하에서 각각 수행되었는데, 우선적으로 수조 내 부유사 농도의 시간적 변화 그래프가 각 저면밀도별로 각각 작성되었다. 한 예로 Test #3의 경우에 작성된 부유사 농도의 시간변화도가 Fig.
대상 데이터
34 g/cm3까지 변화시켜가며 총 4회의 실험이 수행되었다. 모든 실험에서 수층의 깊이와 저면층의 두께는 각각 10 cm와 5 cm로 동일한 조건이 적용되었으며, 퇴적물이 채취된 정점과 동일한 정점에서 채취된 해수가 실험 전체 과정에서 침식수(eroding fluid)로 사용되었다.
본 연구에서 침식실험은 새만금 인공호 1개 지점(Fig. 1 참조)에서 동계시에 채취된 1개 시료에 대해 수행되었다. 침식실험시 저면조건은 균일저면이 채택되었으며, 조성된 균일저면의 밀도 ρB를 1.
본 연구에서 침식실험을 위한 실험장치로는 Fig. 4에 주어지는 전북대 환형수조가 사용되었다. 본 수조는 점착성 퇴적물의 침식률 산정을 목적으로 국내 최초로 제작된 국내 유일의 환형수조로, 황규남 등(2005), 류홍렬, 황규남(2006), 류홍렬 등(2006)에 의해 수조의 성능, 침식실험 방법 및 실험결과 등에 대한 타당성 검증이 수행된 바 있다.
본 연구의 대상 해역인 새만금 인공호는 2006년 4월 최종 끝막이 공사가 완료된 상태로, 향후 호소 내부의 수질 관리방안 수립과 방수호안 축조 등의 내부개발에 따른 환경적·생태학적 변화에 대한 평가 및 예측이 필수적으로 요구되는 수역이다.
새만금 인공호 점착성 퇴적물의 침식특성 조사를 위한 퇴적물 표본 시료는 1개 정점(지점 #1)에서 동계시(2007년 2월 13일)에 채취되었다. 퇴적물은 채니기(Grab sampler)를 이용하여 채취되었으며, 현장 해수 조건을 반영하기 위하여 동일 지점에서 또한 해수가 채취되어 침식실험의 전 과정에서 사용되었다.
각 단계별로 바닥전단응력은 90분씩 가해졌으며, 전단응력이 가해지고 있는 90분 동안 수조내 수층의 탁수가 각각 0, 2, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60, 75, 90분에 채취되었다. 탁수는 전체 수층에서의 평균 부유사 농도를 측정하기 위하여 수층의 각기 다른 2개의 높이에서 동시에 채취되었으며, 그 평균값이 실험 결과 해석 시에 사용되었다. 침식실험 방법에 대한 자세한 사항은 황규남 등(2005)에 주어진다.
새만금 인공호 점착성 퇴적물의 침식특성 조사를 위한 퇴적물 표본 시료는 1개 정점(지점 #1)에서 동계시(2007년 2월 13일)에 채취되었다. 퇴적물은 채니기(Grab sampler)를 이용하여 채취되었으며, 현장 해수 조건을 반영하기 위하여 동일 지점에서 또한 해수가 채취되어 침식실험의 전 과정에서 사용되었다. 퇴적물 표본시료의 채취 위치는 Fig.
데이터처리
새만금 인공호 퇴적물의 입경분포는 체분석과 비중계 분석법을 병행하여 분석되었다. 우선적으로, No.200체를 기준으로 wet-sieving 방법으로 분리하여 No.200체를 통과한 시료에 대해서는 비중계 분석이 수행되었고 체에 남은 시료에 대해서는 체분석이 실시되었다. 비중계 분석시의 시료의 전처리 과정에 대한 자세한 설명은 류홍렬·황규남(2006)에 주어진다.
이론/모형
본 연구에서 새만금 인공호 퇴적물의 유기물 함량은 해양환경공정시험방법(국립수산진흥원, 1997)에 따라 강열감량법으로 분석되었다. 새만금 인공호 퇴적물의 유기물 함량 산정 결과는 타 지역 퇴적물에 대한 결과들과 함께 Table 3에 주어진다.
성능/효과
Fig. 2에 보이는 바와 같이 새만금 인공호의 퇴적물은 Okeechobee호 퇴적물보다 조립하고, 과거 시화호 퇴적물(류홍렬, 황규남, 2006)보다는 훨씬 더 세립한 분포를 보이며, 전체적으로 군산해역 퇴적물과 유사한 분포를 가지는 것으로 나타났다. 또한 Table 2에 제시된 결과에서 알 수 있는 바와 같이, 새만금 인공호 퇴적물의 점토의 함량은 7%로서 Okeechobee호 퇴적물(32%)에 비해 상대적으로 점토의 함량이 매우 적으며, 시화호의 경우와 유사한 것으로 나타났다.
또한 광물학적 측면에서 보면, 보편적으로 점착성 퇴적물에 많이 함유되어 있는 고령토, Illite, 녹니석 등의 광물성 점토보다 석영이 훨씬 작은 점착력을 갖는다. 따라서, Okeechobee호 퇴적물보다 상대적으로 평균입경이 크고 유기물 함량이 적으며, 비교적 점착력이 작은 석영을 주성분으로 하는 새만금 퇴적물은 Okeechobee호 퇴적물보다 점착력이 더 작을 것으로 판단된다(Table 9 참조). 일반적으로, 저면 퇴적물의 점착력이 더 크다는 것은 저면을 구성하고 있는 개개 토사 입자의 결합력이 더 강하고, 결과적으로 흐름에 대한 저항력 즉, 저면의 전단강도가 더 크다는 것을 의미하므로, 새만금 퇴적물이 상대적으로 큰 점착력을 갖는 Okeechobee호 퇴적물보다 작은 τce값을 갖는 한편, 더 큰 εM값을 갖게 되었다고 해석될 수 있다.
또한 본 연구에서는 새만금 인공호점착성 퇴적물의 물리·화학적 특성이 정량적으로 분석되었는데, 이러한 특성들과 침식특성간의 정성적 상관관계 해석을 통하여, 새만금 인공호 점착성 퇴적물의 침식특성 산정결과의 타당성이 간접적으로 검토되었다.
일반적으로 점착성 퇴적물의 침식특성은 지역적으로 현저한 차이를 보이는 것으로 확인되었으며, 특히 새만금 인공호 점착성 퇴적물의 침식한계전단응력은 군산해역 퇴적물보다는 크며, Okeechobee호 퇴적물보다는 작고, 시화호 퇴적물과는 유사한 것으로 나타났다. 반면에, 새만금 퇴적물의 침식률계수는 군산해역 퇴적물보다는 작으며, Okeechobee호보다는 큰 것으로 나타났다.
02 mg/cm2·hr 범위에서 지수함수적으로 감소하는 경향을 보였다. 본 연구를 통하여 도출된 침식특성 산정결과는 저면밀도가 증가할 때, 침식한계전단응력은 증가하고 침식률 계수는 감소하는 경향을 명확하게 보여주었다.
새만금 인공호 점착성 퇴적물의 침식률계수 값은 약 12 mg/cm2·hr으로 시화호 퇴적물과 유사한 값을 가지며, 군산해역 퇴적물(약 30 mg/cm2·hr)보다는 약 3배 정도 작고, Okeechobee호 퇴적물(약 0.6 mg/cm2·hr)보다는 약 20배나 큰 것을 알 수 있다.
일반적으로 점착성 퇴적물의 침식특성은 지역적으로 현저한 차이를 보이는 것으로 확인되었으며, 특히 새만금 인공호 점착성 퇴적물의 침식한계전단응력은 군산해역 퇴적물보다는 크며, Okeechobee호 퇴적물보다는 작고, 시화호 퇴적물과는 유사한 것으로 나타났다. 반면에, 새만금 퇴적물의 침식률계수는 군산해역 퇴적물보다는 작으며, Okeechobee호보다는 큰 것으로 나타났다.
침식실험 수행결과에 따르면 저면밀도 1.17～1.34 g/cm3 범위에서 침식한계전단응력(τce )은 0.26～0.52 N/m2 범위에서 로그함수적으로 증가하였고, 침식률계수(εM)는 밀도가 증가함에 따라 14.28～6.02 mg/cm2·hr 범위에서 지수함수적으로 감소하는 경향을 보였다.
그림으로부터 두 매개변수 τce와 εM이 모두 각각 저면밀도 ρB와 상관성이 매우 크며, 일반적으로 저면밀도 ρB가 증가함에 따라 침식한계전단응력 τce은 로그함수적으로 증가하고, 침식률계수 εM는 지수함수적으로 감소하는 경향이 있음을 알 수 있다. 특히, 저면밀도 값이 비교적 작은 구간에서는 침식한계전단응력 및 침식률계수 값 모두가 급격히 변화하다가, 저면밀도 값이 커질수록 그 변화율은 모두 완만해지는 비선형적인 경향이 있음을 명확히 알 수 있다. 일반적으로, 저면밀도가 증가하게 되면 입자간의 응집력이 향상되고 저면이 지니는 전단강도가 증가하게 되며, 주어진 바닥전단응력, 즉 흐름력에 대한 저면의 저항력이 향상되어 침식한계전단응력은 증가되는 반면에 침식률계수는 감소하게 된다.
본 연구에서는 광물질 구성성분의 정량적인 분석은 수행되지 않고, 단지 정성적인 분석만이 수행되었으며, 그 결과는 타 지역의 결과들과 함께 Table 4에 주어진다. 표에 주어진 바와 같이, 새만금 인공호 점착성 퇴적물의 광물질 구성성분은 내림차순으로 석영, 장석, 미사장석, 일라이트, 고령토, 녹니석 등이 지배적인 성분인 것으로 나타났으며, 이러한 양상은 시화호 퇴적물의 분석 결과와 거의 유사한 것으로 나타났다.
새만금 인공호 퇴적물의 유기물 함량 산정 결과는 타 지역 퇴적물에 대한 결과들과 함께 Table 3에 주어진다. 표에서 알 수 있는 바와 같이, 새만금 인공호 퇴적물의 유기물 함량은 3%로 군산해역의 유기물 함량과 동일한 것으로 나타났으며, 유기물 함량이 40%인 Okeechobee호와는 약 13배 정도의 차이가 있음을 알 수 있다.
후속연구
그림에서 2개의 접합곡선 M1과 M2가 산정되었는데, M1은 작은 바닥 전단응력에서 상부의 교란된 일부 퇴적저면(fluff)의 침식을 나타내고, 접합곡선 M2는 상대적으로 큰 바닥 전단응력에서의 표면침식을 나타낸다. fluff침식으로 인한 상부의 일부 퇴적저면에서 침식된 유사량은 실제로 그다지 크지 않으므로, 본 연구에서 더 이상의 논의는 생략된다.
결론적으로, Table 9에 제시된 입경분포, 유기물 함량 및 광물질 구성성분의 3가지 항목만으로 새만금, 군산해역 및 시화호 퇴적물간의 침식특성 차이의 원인을 설명하는 것은 불가능한 것으로 여겨지며, 타당성 있는 지역별 침식특성 차이의 원인 해석을 위해서는 퇴적물 자체의 물리·화학적 특성 조사 항목의 수를 추가적으로 확장시킬 필요가 있는 것으로 판단된다.
본 연구를 통하여 도출된 새만금 인공호 점착성 퇴적물의 침식특성 매개변수의 정량적 결과는 향후 수질 및 표층퇴적물 이송에 대한 수치모형 프로그램 사용시에 요구되는 침식 및 퇴적특성 입력자료로 유용하게 사용될 수 있을 것이며, 저면의 침식과 퇴적에 따른 하상변동 해석, 수질 및 퇴적물 오염저감을 위한 대책방안 수립 등의 다양한 목적으로 활용될 수 있을 것이다.
본 연구를 통하여 도출된 새만금 인공호 점착성 퇴적물의 침식특성에 대한 정량적·정성적 결과들은 향후에 새만금 해역에서의 수질 및 표층퇴적물 이송에 대한 수치모형 프로그램 시 요구되는 입력 자료로 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 해역 내 오염에 대한 대책 방안 수립 및 저면의 침식과 퇴적에 따른 하상변동 해석 등 다양한 목적으로 크게 활용될 수 있을 것이다.
결론적으로, Table 9에 제시된 입경분포, 유기물 함량 및 광물질 구성성분의 3가지 항목만으로 새만금, 군산해역 및 시화호 퇴적물간의 침식특성 차이의 원인을 설명하는 것은 불가능한 것으로 여겨지며, 타당성 있는 지역별 침식특성 차이의 원인 해석을 위해서는 퇴적물 자체의 물리·화학적 특성 조사 항목의 수를 추가적으로 확장시킬 필요가 있는 것으로 판단된다. 특히 양이 온전도율(CEC: Cation Exchange Capacity)은 입자간의 응집 강도를 나타내는 지표로 많이 사용되므로, 향후에는 이와 같은 항목들에 대한 조사가 필수적으로 포함되어야 할 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
퇴적물의 전단강도에 영향을 주는 요인은 무엇인가?
침식을 유발하는 원천적인 힘은 흐름에 의한 바닥전단응력(τb)이라 할 수 있으나, 저면 퇴적물이 지니는 저항력(resistive force) 또한 침식의 정도를 조절하는 중요한 변수이다. 퇴적물이 갖는 이 저항력은 전단강도(shear strength) τs라 불리며, 그 크기는 광물질구성 성분, 함수비, 공극비, 염도, 퇴적물의 형성과정 등에 따라 변화한다. 퇴적물의 전단강도는 종종 침식한계전단응력(critical shear stress for erosion)으로 표현되기도 한다.
점착성 퇴적물의 침식현상은 어떻게 구분되는가?
일반적으로 점착성 퇴적물의 침식현상은 표면침식(surface erosion)과 붕괴침식(mass erosion)의 두 가지 형태로 구분될 수 있다. 표면침식은 저면으로부터 입자들이 떨어져서 수층 내로 부유되기 쉽도록 상호간의 결합력들이 깨어진 형태로, 개개 입자별로 침식되는 현상이며, 붕괴침식은 보통 저면전단응력(bed shear stress)이 클 때에 저면밀도가 작은 저면이 구조적으로 파괴됨으로서 발생한다.
호소에 분포되어 있는 점착성 퇴적물의 침식 및 퇴적은 수질과 저면 경계층에 어떤 영향을 미치는가?
과거 시화호에서의 경험을 통하여 쉽게 인식될 수 있는 바와 같이, 인위적으로 조성된 호소에 널리 분포되어 있는 점착성 퇴적물의 침식 및 퇴적(혹은 침강)과 관련하여 발생되는 문제점들 중의 하나는 수질(water quality)과 저면 경계층(benthic boundary)과 관련된 문제들이다. 예를 들어, 침식으로 인하여 저면 퇴적물이 수층으로 과다하게 부유하게 되면, 높은 탁도의 수층은 태양 빛의 투과능을 저하시키고, 결과적으로 수층 내 생태계에 큰 영향을 미쳐 생물학적 생산성을 저하시킬 수 있으며, 이는 호소에서의 수질오염의주원인이 된다. 또한, 점착성 퇴적물은 부유 혹은 용해 상태의 여러 가지 독성을 가진 오염물질과 쉽게 결합하는 특성이 있어, 오염물질과 결합된 부유토사가 침강․퇴적되어 바닥의 퇴적층을 형성하게 되며, 호소 저층의 표층퇴적물 오염의 주원인이 된다. 따라서, 이러한 수질 오염 및 표층퇴적물 오염과 관련된 문제들에서 점착성 퇴적물의 침식․퇴적특성에 대한 해석 및 예측은 필수적으로 요구된다.
참고문헌 (17)
류홍렬, 황규남 (2006). “시화호 점착성 퇴적물의 침강.침식 특성 매개변수 산정에 대한 실험적 연구.” 한국해안해양공학회지, 한국해안해양공학회, 제18 권, 제3호, pp. 179-188
Alishahi, M.R. and Krone, R.B. (1964). Suspension of cohesive sediments by wind-generated waves. Technical Report HEL-2-9, Hydraulic Engineering Lab. Univ. of California, Berkeley, CA, 24
Ariathurai, R. and Arulanandan, K. (1978). “Erosion rates of cohesive soils.” J. Hyd. Div., ASCE. 104, HY2, pp. 279-283
Berlamont, J., Ockendon, M., Toorman, E. and Winterwerp, J. (1993). “The characterisation of cohesive sediment properties.” Coastal Engineering, Vol. 21, pp. 105-128
Hwang, K.-N. and Mehta, A.J. (1989). Finesediment erodibility in Lake Okeechobee., Florida. UFL/COEL-89/019, Coastal and Oceanographic Engineering Dept., University of Florida, Gainesbille, Florida
Krishnappan, B.G. (1993). “Rotating circular flume.” J. Hyd. Engineering, ASCE Vol. 119, No. 6, pp. 758-767
Maa, J.P.Y. (1989). The bed shear stress of an annular sea-bed flume. Proc. Water Quality Management. Hambur, Germany, pp. 271-276
Mehta, A.J. (1986). Characterization of cohesive sediment properties and transport processes in estuaries. Estuarine Cohesive Sediment Dynamics, A.J. Mehta ed., Springer-Verlag, Berlin. pp. 290-325
Parchure, T.M. (1984). Erosional behavior of deposited cohesive sediments. Ph.D. dissertation, Univ. of Florida, Gainesville, pp. 321
Parchure, T.M. and Mehta, A.J. (1985). “Erosion of soft cohesive sediment deposits.” Journal of the Hydraulics Division., ASCE, Oct
Thorn, M.F.C. and Parsons, J.G. (1980). Erosion of cohesive sediments in estuaries: an engineering guide. Proc. 3rd Int. Symp. Dredging Technology, England, pp. 349-358
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